Устройство коммутации Советский патент 1983 года по МПК H03K17/60 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в аппаратуре контрояя и управления.

Известно коммутационное устройство, содержащее днстамционный переключатель, последовательно с обмотками которого включены ключевые элементы, соединенные с внешним управляющим устройством i.

Недостатком такого устройства является сложность в эксплуатации, так как требует подведение цепей питания- и управления по трем проводам.

Известно также устройство коммутации, содержащее дистанционный переключатель, рабочая обмотка которого через прямовключенный диод, а отбойная об.мотка через обратновключенный диод соединены с одной обмоткой конденсатора, другая обкладка конденсатора соединена с эмиттером транзистора и через третий прямовключенный диод - с ключом, коллектор транзистора соединен с первыми выводами обмоток дистанционного переключателя и шиной источника питания, а база - с управляющим ключом и через резистор - с шиной источника При замыкании ключа конденсатор заряжается через прямовключенные диоды и рабочую обмотку дистанционного переключателя. Импульс зарядного тока, протекающий через рабочую обмотку, переводит дистанционный переключатель во включенное состояние. При размыкании открывается транзистор и конденсатор разряжается через обратновключеиный диод, отбойную обмотку и транзистор. Импульс разрядного тока приводит дистанционный переключатель в исходное (отключенное) состояние. Таким образом, состояние выходных контактов дистанционно1о переключателя отслеживает состояние управляющего ключа J2|.

Однако устройство обладает низкой надежностью.

В качестве управляющего ключа в схемах контроля и управления часто используются контактные датчики. В них возможны подрабатывания выходных контактов {замыкание и размыкание на короткое время), а режиму устойчивого замыкания или размыкания может предшествовать промежуточ ное состояние, получившее название «дребезга контактов.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство коммутации, содержащее дистанционный переключатель, резистор, первый конденсатор, транзистор, прямовключенный диод, ключ и источник питания, первые выводы резистора, отбойная и рабочая обмотки дистанционного переключателя соединены с первой шиной источника питания, второй вывод резистора соединен с эмиттером транзистора и первым выводом первого

конденсатора через прямовключенный диод и с базой транзистора - непосредственно, первый вывод ключа соединен с второй шиной источника питания, дополнительно ввелены первый и второй пороговые элементы, второй конденсатор и . обратновключенный диод, второй вывод ключа через первый пороговый элемент соединен с базой транзистора, эмиттер транзистора через второй конденсатор соединен с первой шиной источника питания, второй вывод первого конденсатора соединен с первой шиной источника питания через обратновключенный диод и с вторым выводо.м рабочей обмотки дистанционного переключателя через второй пороговыи элемент соответственно.

При этом, в качестве пороговых элементов использованы динисторы.

На чертеже представлена схема устройства коммутации

Устройство коммутации содержит ди0 станционный перек,тючатель 1 с рабочей и отбойной обмотками, последовательно с отбойной обмоткой включены транзисторы 2, прямовключенный диод 3, первый пороговый элемент 4 и ключ 5, конденсатор 6 через вто, рой пороговый элемент 7 соединен обмоткой и через обратновключенный диод 8 - с шиной источника питания, к которой подключены первые выводы обмоток дистанциoFiHoro переключателя 1, обкладка конденсатора 9 и через резистор 10 - база тран0 зистора 2, соединенная дополнительно с диодом 3 и первым пороговым элементом 4. Вторая обладка конденсатора 9 соединена с анодом диода 3, эмиттером транзистора 2 и конденсатором 6.

Напряжение включения порогопых эле5 ментов 4 и 7 должно быть больик максимального напряжения срабатывания дистанционного переключателя, но меньше минимального напряжения источника питания.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 5 разомкнут и схема обесточена. При замыкании управляющего ключа 5 напряжение источника прикладывается к пороговому элементу 4, он

пробивается и начинается заряд конденсатора 9 через пороговый элемент 4 и прямовключенный диод 3. Транзистор 2 заперт падением напряжения на диоде 3. При достижении напряжения на конденсаторе 9

(напряжение включения порогового элемента 7) пороговый элемент 7 пробивается, происходит заряд конденсатора 6 через пороговый элемент 7 и рабочую обмотку дистанционного переключателя 1. Импульс зарядного тока конденсатора 6 приводит к срабатыванию дистанционного переключателя 1 по рабочей обмотке, он переходит во включенное состояние. После заряда конденсаторов 6 и 9 пороговый элемент 7 выключается, пороговый элемент 4 остается во вк.1юченном состоянии за счет тока через резистор 10, транзистор 2 остается в закрытом состоянии, так как напряжение на переходе база-эмиттер равно нулю. В таком состоянии устройство остается до размыкания управляющего ключа. Следовательно, при любой длительности замыкания управляющего ключа 5 происходит заряд конденсатора 9 до порогового напряжения, превыщающего напряжение срабатывания дистанционного переключателя I. Это обеспечивает надежный возврат устройства в исходное состояние следующим образом. При размыкании ключа 5 в базу транзистора 2 через резистор 10 поступает ток разряда конденсатора 9,. транзистор 2 открывается. Конденсатор 9 разряжается через транзистор 2 и отбойную обмотку дистанционного переключателя I. Конденсатор 6 через обратновключенный диод 7 и транзистор 2 тоже разряжается через отбойную обмотку дистанционного переключателя и переключает его в исходное состояние. Работоспособность устройства коммутации при кратновременном размыкании управляющего ключа объясняется следующим образом. При размыкании ключа 5 выключается гюроговый элемент 4, конденсаторы 6 и 9 разряжаются через транзистор 2 и и отбойную обмотку дистанционного переключателя 1. Импульс разрядного тока переводит дистанционный переключатель в исходное состояние. Если в следующий момент времени ключ 5 замкнется, ток пороговому, элементу 4 приложится напряжение, равное разности между напряжением источника и напряжением на конденсаторах 6 и 9. Если это напряжение меньще напряжения включения (конденсаторы разрядились недостаточно), то пороговый элемент 4 остается выключенным и конденсаторы 6 и 9 продолжают разряжаться через отбойную обмотку. flo мере разряда конденсаторов 6 и 9 напряжение на пороговом элементе 4 до стигает напряжения включения, пороговый элемег1т 4 пробивается, конденсаторы 6 и 9 оказыиаются при этом разряжены на величину, превышающую на |ряжение переключения дистанционного переключателя, и следовательно, импульс зарядного тока, протекающий через рабочую обмотку, гарантировано переключает дистанционный переключатель во включенное состояние. Таким образом, пороговый элемент 7 обеспечивает необходимый уровень напряжения на конденсаторе 9 для исключения сбоев при кратковременном замыкании ключа, а пороговый элемент 4 - необходимый уровень разряда конденсатора 6 для надежного включения устройства при кратковременном размыкании ключа 5. Устройство надежно работает при малых длительностях управляющего сигнала. Время запаздывания срабатывания устройства коммутации за счет заряда конденсатора 9 при замыкании ключа 5 и разряда конденсатора 6 при кратковременном размыкании ключа 5 выражается в миллисекундах и на работоспособности ис отражается. В качестве порогового элемента наиболее предпочтительно использование динисторов, имеющих щирокий диапазон пороговых значений, малое падение напряжения во включенном состоянии и хорошие весогабаритные характеристики. Использование предлагаемого изобретения позволит создать устройство дистанционного контроля и управления, надежно работающее при использовании в качестве управляющих элементов любых контактных датчиков, являющихся функциями как быстро меняющихся, так и инерционных процессов, снимается требование к кoнтakтным датчикам по отсутствию подрабатывания и «дребезга контактов. Достоинством устройства является двухпроводная схема управления.

I. УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ, содержащее дистанционный переключатель, резистор, первый конденсатор, транзистор, прямовыключенный диод, ключ и источник питания, первые выводы резистора, отбойная и рабочая обмотки дистанционного переключателя соединены с первой шиной источника питания, второй вывод резистора соединен с эмиттером транзистора и первым . выводом первого конденсатора через прямовыключенный диод и с базой транзистора - непосредственно, первый вывод ключа соединен с второй шиной источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, введены первый и второй пороговые элементы, обратновключенный диод и второй конденсатор, второй вывод ключа соединен с базой транзистора через первый пороговый элемент, эмиттер транзистора через второй конденсатор соединен с первой шиной источника питания, второй вывод первого конденсатора соединен с первой шиной источннка питания через обратновключенный диод и с вторым выводом рабочей обмотки дистанционного переключателя через второй пороговый элемент соответственно. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве пороговых элементов испол1 зованы дннисторы.